肠道微生物群和代谢组特征：肥胖与正常体重结直肠肿瘤患者的差异及意义

《iScience》：Gut microbiota and metabolome signatures in obese and normal-weight patients with colorectal tumors

为探究结直肠癌（CRC）多种风险因素（肥胖、不健康饮食、肠道微生物群 / 代谢组改变）在肥胖与正常体重 CRC 患者中的状况，研究人员分析 120 例结肠息肉患者。结果发现两组患者微生物群和代谢组存在差异，提示不同风险因素或协同促进肿瘤发生，为 CRC 研究提供新视角。

　　在人体的肠道中，栖息着数万亿的微生物，它们共同构成了肠道微生物群，如同一个庞大而神秘的 “小宇宙”，对人体的生理和病理过程有着至关重要的影响。近年来，越来越多的研究发现，肠道微生物群的失衡与多种疾病的发生发展密切相关，其中就包括结直肠癌（CRC）。肥胖和不健康的饮食作为 CRC 的重要风险因素，也与肠道微生物群的变化有着千丝万缕的联系。然而，目前对于这些风险因素在肥胖和正常体重的 CRC 患者中具体有怎样的差异和相互作用，仍知之甚少。为了填补这一知识空白，来自意大利皮埃蒙特东方大学（Università del Piemonte Orientale）的研究人员开展了一项极具意义的研究。

研究人员从 2019 年 6 月至 2021 年 12 月，在意大利诺瓦拉的马焦雷?德拉?卡里塔大学医院（University Hospital "Maggiore della Carita`"）招募了 120 例患有结肠息肉的患者。这些患者被按照体重指数（BMI）和腰围（WC）分为正常体重（NW）组和超重 / 肥胖（OB）组。通过一系列严谨的研究方法，研究人员对这些患者的饮食、肠道微生物群、代谢组等多个方面进行了深入分析。

最终，研究人员取得了一系列重要发现。这些发现为理解 CRC 的发病机制提供了新的线索，表明不同的风险因素在肥胖和正常体重患者的肿瘤发生过程中可能起着不同的作用，为个性化的预防和治疗策略提供了理论依据。该研究成果发表在《iScience》杂志上，引起了科学界的广泛关注。

在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，采用 16S rRNA 测序技术对黏膜相关微生物群（MAM）和管腔相关微生物群（LAM）进行分析，以确定微生物群落的组成和差异；其次，运用代谢组分析技术，包括靶向和非靶向方法，对黏膜和粪便中的代谢物进行鉴定和定量；此外，通过问卷调查收集患者的饮食和生活习惯信息，综合多方面数据进行深入研究。

研究结果主要包括以下几个方面：

• LAM 和 MAM 组成差异：对 MAM 和 LAM 进行 16S rRNA 测序分析，发现两组患者的微生物群落存在明显差异。在 MAM 中，OB 患者的 Finegoldia 属，尤其是 Finegoldia magna 物种显著富集，且这种富集与息肉组织学和发育异常等级无关，在远端息肉中更为明显。在 LAM 中，OB 患者的 Clostridium XIVb、Butyricicoccus 等属细菌丰度较高，NW 患者则是未分类的 Veillonellaceae 富集。
• 饮食差异：通过验证的 EPIC 问卷评估饮食，发现 OB 患者加工肉的摄入量显著高于 NW 患者，而纤维摄入量虽在 NW 患者中较高，但差异无统计学意义。此外，携带 Finegoldia 的患者加工肉摄入量更高，但加工肉摄入水平与 Finegoldia 水平并无直接关联。
• 代谢组差异：黏膜相关代谢组分析显示，OB 患者的焦谷氨酸（pyroglutamic acid）和丙胺（propylamine）浓度较高，而 NW 患者的烟酸（niacin）和丁二酸（butanedioic acid）浓度较高。粪便代谢组分析也发现了两组患者的差异，如 OB 患者粪便中吲哚 - 5 - 醇（indol-5-ol）和己二酸（hexanedioic acid）水平较高，NW 患者则是庚二酸（pimelic acid）水平较高。
• 微生物群 - 代谢组关联：综合分析发现，焦谷氨酸与 Veillonella dispar 和 Escherichia albertii 呈负相关。在属水平上，一些微生物属与特定代谢物存在显著关联，但在种水平上未发现显著关联。

在结论和讨论部分，研究表明肥胖和正常体重的结肠息肉患者在饮食、肠道微生物群和代谢组方面存在显著差异。OB 患者加工肉摄入量高，且 MAM 中 F. magna 富集，这些因素可能共同促进 CRC 的发生。虽然 F. magna 与加工肉摄入无直接关联，但可能与肥胖和远端息肉定位有关。此外，代谢物水平的变化，如焦谷氨酸和烟酸的差异，也可能在 CRC 发展中起重要作用。然而，该研究存在一定局限性，如横断面设计无法确定因果关系、存在选择偏倚、饮食数据可能存在回忆偏倚等。尽管如此，这项研究首次全面评估了 OB 和 NW 结肠息肉患者的肿瘤相关微生物群和代谢组，为进一步研究 CRC 的发病机制和预防策略奠定了基础，具有重要的科学意义和潜在的临床应用价值，有望为未来的研究和治疗开辟新的方向。